热塑性弹性体，汽车轻量化关键材料！

随着人们对汽车的动力性、舒适性、多功能性等配置要求越来越高,汽车承载的装备也随之增加,导致汽车重量及油耗不断上升。近年来,减少汽车燃油用量已成为改善全球气候问题的重要组成部分, 汽车轻量化迫在眉睫。汽车轻量化由于可减少燃料消耗、降低排气污染、保护乘员安全,已成为世界汽车技术发展的趋势。其中, 热塑性弹性体作为汽车轻量化的关键材料, 在汽车领域具有很好的应用前景。

热塑性弹性体

根据弹性体是否可塑化,将弹性体分为热固性和热塑性两类。热固性弹性体即传统意义的橡胶;热塑性弹性体兼具塑料的可塑性和橡胶的弹性,是最近发展较快的一种新型高分子材料。热塑性弹性体可回收利用、机械性能好、加工便捷、耐候性及耐老化性优异, 按化学组成可分为苯乙烯类、聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类等。

车用热塑性弹性体

汽车轻量化及全球范围内汽车燃油经济性标准的愈发严格,是推动全球TPE需求量增长的主要因素。

苯乙烯类热塑性弹性体

苯乙烯类热塑性弹性体( Thermoplastic Elastic of Styrene,TPS)是TPE的鼻祖, 其硬端由苯乙烯类组成软端由聚丁二烯等组成,是目前世界上产量大、发展最快的一种热塑性弹性体。

TPS具有优异的耐摩擦和抗疲劳性能、良好的拉仲强度和弹性且价格低廉,经饱和加氢所制成的TPS-SEBS等具有优异的耐臭氧、耐氧化、耐紫外线和户外耐候性能。由于在非动态用途方面可与乙丙橡胶媲美, 该类热塑性弹性体可用于密封条、装饰条、制动手柄、换档手柄手球等汽车部件。

热塑性聚烯烃弹性体

热塑性聚烯烃弹性体( Thermoplastic Polyolefinstomer, TPO)由橡胶和聚烯烃构成,橡胶组分为三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶,聚烯烃组分主要为聚丙烯和聚乙烯。动态部分硫化热塑性聚烯烃弹性体(Thermoplastic Polyolefin Elastomerof vulcanization, TPV)是三元乙丙无规共聚物与聚烯烃树脂加入硫化剂(有机过氧化物或与硫黄硫化体系并用)后, 于密炼机中共混并借助硫化剂部分交联而得。

TPO/TPV具有耐磨、耐候、耐撕裂、耐冲击、耐臭氧、耐紫外、耐酸碱等优异性能, 应用领域为汽车配件制造行业, 其中用量最多的有 EPDM/PP和NBR/PP两类。可以通过注射、挤出、热成型、吹塑成型、压延机加工等多种手段，将TPO/TPV制造成形状复杂的制品；也可根据需要添加各种颜料，将成品调成不同颜色；还可加人抗氧剂、软化剂、填充剂等配合剂, 改善TPO/TPV的加工性能和使用性能并降低成本。

汽车外饰件系统中，可将TPO/TPV应用于保险杠、车身外板、车轮护罩、挡泥板、车门槛板、散热器格栅、车牌照板、车侧镶条等；汽车内饰件系统中。TPO/TPV主要用于仅表板、扶手、内饰板蒙皮、安全气囊外皮等; 汽车密封系统中，TPO/TPV的应用包括雨刮条、玻璃导槽、大灯密封圈、挡风玻璃密封条、三角窗密封条、油箱盖密封圈等；汽车发动机系统中，TPO/TPY可用于空气导管、电气接线套、燃料管防护罩等；此外，TPO/TPV还可在底盘及转向系统用于等速万向节保护罩、轴架悬置防护罩、齿条和小齿轮、防护罩等。

聚氨酯类热塑性弹性体

聚氨酯类热塑性弹性体( Thermoplastic Polyurethanes.TPU)是由异氰酸酯、聚醚(或聚酯)大分子多元醇与小分子扩链剂构成的嵌段共聚体;一般由异氰酸酯及扩链剂构成硬段，由低聚物多元醇柔性长链构成软段，硬段和软段交替排列形成重复结构单元。除了含有氨酯基团以外，TPU分子内及分子间可形成氢键，硬段和软段可形成微相区并产生微观相分离, 独特的分子结构使TPU成了一种既保持橡胶高弹性又具有塑料的高硬度和高强度的高分子合成材料。

卓越的耐磨性使TPU获得了“耐磨橡胶的美誉，TPU还具有隔音、耐油、耐水、耐溶剂、耐屈挠、耐老化、机械强度高、滤震性好、黏接力强、硬度范围广等优异性能, 但耐热性和耐压缩性较差,外观易变黄且易粘模具。

TPU广泛应用于汽车的多种部件,包括轮胎、座椅、地垫、头枕、门板、气囊、轴套、仪表盘、遮阳板、减震垫、换档拉杆手柄手球、隔音降噪及密封材料等; 采用玻璃纤维增强的增强型聚氨酯弹性体, 可显著提高材料的刚性和冲击性, 用于制作汽车保险杠等大型部件。

聚酯类热塑性弹性体

聚酯类热塑性弹性体( Thermoplastic Polyester Elastomer.TPEE)属于线型嵌段共聚物,除了具有硫化橡胶所特有的性能外,还兼具热塑性塑料的加工特性。

TPEE的模量比相同硬度的其他热塑性弹性体要高、硬度范围可调、耐热性能忧异、耐寒性能也很出色。此外，TPEE的机械强度高且耐疲劳、耐油、耐耗、耐化学介质等性能优异,但耐热水性较差。

在汽车零部件领域，TPEE用于油管、门锁、密封圈、前照灯、进气软管、安全气囊、齿轮齿带、安全带部件、转向节防尘罩、门把手密封环、卫星天线卡箍等。

随着轻量化材料的不断开发及改进,热塑性弹性体在汽车领域的使用将进一步降低系统成本提高部件性能、减轻整备质量等，为汽车轻量化营造更好的未来。